비생물성 하이드로젤, 비디오 게임 '퐁'을 플레이할 수 있다고?
최근 과학계에 흥미로운 연구 결과가 발표되었습니다. 바로 비생물성 하이드로젤이 비디오 게임 '퐁'을 플레이할 수 있으며, 경험이 쌓일수록 정확도가 향상된다는 것입니다. 이 연구는 2024년 8월 23일 Cell Reports Physical Science 저널에 게재되었습니다.
하이드로젤과 비디오 게임의 만남
연구진은 하이드로젤을 가상의 게임 환경에 연결하고, 하이드로젤 패들(라켓)과 공의 위치 사이에 피드백 루프를 적용했습니다. 하이드로젤은 내부에 분포된 전하 입자에 의해 패들의 움직임이 코딩되고, 공의 위치는 전기 자극으로 알려줍니다. 이 과정을 통해 하이드로젤은 게임을 반복하며 최대 10%까지 정확도가 향상되었고, 그 결과로 게임에서의 랠리도 길어졌습니다.
하이드로젤의 '기억' 기능
이 연구는 간단한 인공 시스템이 피드백 루프를 통해 환경을 이해할 수 있는 '기억' 메커니즘을 가지게 될 수 있음을 보여줍니다. 그렇지만 하이드로젤이 실제로 '학습'한다고 단정하기에는 추가적인 연구가 필요합니다.
"이온 하이드로젤은 복잡한 뉴럴 네트워크가 작동하는 것과 유사한 기억 역학을 구현할 수 있습니다."라며, 주저자인 레딩 대학교의 로봇공학 엔지니어 빈센트 스트롱은 설명했습니다. "저희는 하이드로젤이 단순히 퐁을 할 수 있을 뿐 아니라, 시간이 지나면서 더 나아질 수도 있음을 보여주었습니다."
뉴런과 하이드로젤의 유사점
흥미롭게도, 이번 연구는 이전의 뇌세포와 관련된 연구에서 영감을 받았습니다. 이 전 연구에서 뇌세포는 전기 자극을 통해 '퐁' 게임을 학습할 수 있는 능력을 가졌다고 보고되었습니다. 이번 연구는 간단한 인공 시스템이 인간의 뇌처럼 피드백 루프를 통해 제어 메커니즘을 구현할 수 있는지를 조사했습니다.
"뉴런과 하이드로젤 모두에서 이온의 이동과 배치가 기억 기능으로 작용할 수 있음을 보여줍니다."라고 공동저자인 레딩 대학교의 생의학 엔지니어 요시카츠 하야시는 말했습니다.
미래 연구 방향
현재 하이드로젤의 '기억'은 실험적으로 입증되었지만, 팀은 향후 연구에서 하이드로젤이 실제로 학습할 수 있는지를 더 깊이 탐색할 계획입니다. 이 연구는 Process Vision Ltd.의 지원을 받았습니다.
이번 연구는 비생물성 물질이 환경적 자극과 피드백을 통해 진보된 기능을 발휘할 수 있음을 보여주며, 새로운 인공지능 알고리즘 개발에 도약의 기반이 될 수도 있을 것입니다.
출처: Cell Press / ScienceDaily 기사 원문 링크
